PL208394B1 - Silnik z wirującym tłokiem - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest silnik z wirującym tłokiem.

Z polskiego opisu patentowego nr 62 192 znana jest maszyna ł opatkowa z ł opatkami stanowią cymi przegrody międzykomorowe, umieszczonymi w wycięciach w wirniku, który ma kształt zbliżony do szpulki, odznaczająca się tym, że na przedłużeniu znanych wycięć w ścianach czołowych wirnika (26) znajdują się rowki, łopatka ma dwa występy usytuowane po jej bokach od strony grzbietowej, w których są umieszczone przesuwnie w kierunku równoległym do osi obrotu wirnika wkładki uszczelniające podparte sprężynami. Rowek obwodowy, najbliższy osi cylindra, wykonany w każdym z czół cylindra jest równoległy do powierzchni bieżni. Maszyna łopatkowa dodatkowo odznacza się tym, że powierzchnia wkładki uszczelniającej, bliższa pierścienia uszczelniającego, ma kształt cylindra o promieniu zbliżonym do odległości dolnej krawędzi rowka obwodowego od powierzchni bieżni. Bieżnię cylindra najkorzystniej w kształcie krzywej równoległej do owalu Cassina.

Z polskiego opisu patentowego nr 166 305 znany jest łopatkowy silnik wirnikowy, będący odmianą silnika spalinowego typu Wankla. Silnik może być stosowany do napędu wszelkich środków transportu lub do napędu urządzeń wymagających bezpośredniego napędu. Łopatkowy silnik wirnikowy posiadający korpus złożony korzystnie z kadłuba cylindra i zamocowanych do niego pokryw bocznych, w których ułożyskowany jest wirnik zaopatrzony w wał napędowy i wysuwne łopatki umieszczone w rowkach wirnika, przy czym korpus ten posiada kanał ssący i kanał wylotowy oraz zabudowane w nim urzą dzenie zapł onowe, a ł opatki mają rowki pod listwy uszczelniają ce dociskane sprężynami do bieżni cylindra, a ponadto wirnik posiada centralny kanał olejowy połączony promieniowymi otworami z rowkami łopatek oraz z kanałami chłodzącymi, doprowadzającymi i odprowadzającymi czynnik chłodzący, natomiast czoła kadłuba cylindra mają rowek obwodowy pod pierścienie uszczelniające podparte sprężyną odznacza się tym, że łopatki zaopatrzone są w trzpienie, usytuowane po ich przeciwnych stronach, na których osadzone są łożyska prowadzone po co najmniej jednej bieżni wykonanej w korpusie, przy czym profil bieżni odpowiada profilowi bieżni cylindra korpusu. Do wirnika przymocowane są obustronnie tarcze uszczelniające, stykające się z pierścieniem uszczelniającym osadzonym w ścianie czołowej kadłuba cylindra. Łopatka zaopatrzona jest w ścianki uszczelniające zamykające rowek i usytuowane w pobliżu trzpieni. W bocznych ścianach usytuowanych w rowkach wirnika wykonane są podłużne rowki, w których znajdują się płytki uszczelniające dociskane do boków łopatek przy pomocy sprężyn. Trzpienie łopatek okresowo prowadzone są po dolnej bieżni związanej z daną pokrywą boczną.

Łopatka posiada dwie uszczelniające ścianki usytuowane w promieniowych rowkach wykonanych w tarczach uszczelniających.

Z polskiego opisu patentowego nr 151 949 znany jest silnik spalinowy z wirującym tłokiem, składający się z cylindra o trochoidialnym kształcie, posiadający kanał dolotowy, kanał wylotowy, kanał przedmuchu i gniazdo elementu zapłonowego, zamkniętego pokrywami oraz wirującego tłoka, o kształcie łukowego trójkąta z wyjęciami stanowiącymi komory spalania, uszczelnionego pierścieniami i listwami uszczelniającymi, który poza ruchem obrotowym względem własnego środka porusza się mimośrodowo i obiegowo wokół wału silnika wprawiając go w ruch obrotowy i obiegowy, który charakteryzuje się tym, że wewnątrz korpusu silnika umieszczono pokrywy, w których osadzono pierścienie biegowe stanowiące wraz z rolkami nośnymi umieszczonymi w gniazdach kołnierzy ułożyskowanie wirującego tłoka. W znanym silniku na bocznych zewnętrznych płaszczyznach pokryw wirującego tłoka wykonane są kołnierze, w których umieszczono gniazda, ułożyskowane półpanewkami stanowiące siedzenie rolek nośnych. W rowkach bocznego korpusu cylindra umieszczone są pierścienie uszczelniające dociskane do pokryw wirującego tłoka sprężynkami. W rowkach wierzchołków wirującego tłoka i prowadnicach cylindrycznych umieszczono listwy uszczelniające dociskane do ścianki korpusu cylindra sprężynkami i sprężynkami regulującymi siłę docisku.

Z polskiego opisu patentowego nr 166 324 znany jest wirnikowy silnik ł opatkowy, posiadają cy cylinder o kształcie elipsy usytuowany w korpusie silnika, kołowy wirnik zaopatrzony w cztery łopatki zabudowane przesuwnie w rowkach wirnika, kanał wydechowy i kanał ssący odpowiednio usytuowane w korpusie, który charakteryzuje się tym, ż e w przekroju prostopadłym do osi obrotu wirnika bieżnia korpusu ma postać zmodyfikowanej elipsy.

Z polskiego opisu patentowego nr 170 127 znany jest silnik z wirują cym tłokiem posiadający tłok usytuowany współosiowo w walcowym cylindrze zamkniętym pokrywami przednią i tylną, zaopatrzony w świecę zapłonową i kanały dolotowy i wylotowy oraz uszczelki usytuowane w tłoku, współpracujące

PL 208 394 B1 z gładzią cylindra, który charakteryzuje się tym, że wirujący tłok posiada dwie współosiowo osadzone przegrody; pierwszą z ramionami górnym i dolnym i drugą z ramionami górnym i dolnym, sprzęgnięte ze sobą poprzez dwie identyczne przekładnie - czołową i tylną, z których każda ma dwa identyczne kształtowe elementy zębate, przy czym wejściowy kształtowy element zębaty przekładni tylnej jest połączony sztywno z pierwszą przegrodą obrotową tłoka, a element kształtowy zębaty wyjściowy tej przekładni jest zamocowany sztywno na obrotowym wale wyjściowym, na którym także sztywno osadzony jest kształtowy zębaty element wyjściowy przekładni czołowej współpracujący z wejściowym zębatym elementem kształtowym tej przekładni sprzęgniętym sztywno z drugą obrotową przegrodą tłoka, z tym, że osie symetrii kształtowych elementów zębatych wyjściowych zamocowanych na obrotowym wale wyjściowym są przesunięte względem siebie o 90°. W znanym silniku, co najmniej na trzech krawędziach w każdym z ramion górnych i dolnych przegród obrotowych są usytuowane uszczelnienia. Na każdej z krawędzi ramion przegród obrotowych posiadających uszczelki są zamocowane co najmniej dwie takie uszczelki. Każde z ramion górnych i dolnych przegród obrotowych tłoka posiada komorę chłodzącą.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 191 001 silnik spalinowy obrotowy, składający się z cylindra zamkniętego obustronnie głowicami, wirnika osadzonego na wale oraz mechanizmu kierującego, który charakteryzuje się tym, że mechanizm kierujący wirnikiem składa się z wodzika, korbowodu, dwóch wałków kierujących oraz dwóch przekładni zębatych stożkowych prostokątnych o przełożeniu równym jeden każda, złożonych z kół zę batych stożkowych i pierścieni zębatych stożkowych, gdzie wodzik ma kształt prostopadłościanu o długości równej długości prostokątnego otworu w wirniku, w którym jest osadzony, przechodząc równocześnie przez otwór wzdłuż osiowy wału, a ponad to wodzik ma otwór o przekroju koł owym ze ś rodkiem w osi pionowej wodzika, przez który przechodzi korbowód w kształcie pręta o przekroju kołowym i o średnicy równej średnicy otworu w wodziku, przy czym wałki kierujące ułożyskowane są w otworach kołowych wału i mają wykorbienia o promieniu korby równym iloczynowi współ czynnika przesunię cia osi pionowej wodzika do osi pionowej wału i długości promienia otworu cylindra, które to wykorbienia wałków znajdują się w otworze wzdłuż osiowym wału i połączone są korbowodem, a na końcach wałków osadzone są koła zębate stożkowe współpracujące z pierścieniami zębatymi stożkowymi osadzonymi na zewnątrz głowic cylindra.

Z polskiego opisu patentowego nr 199 751 znany jest silnik spalinowy ł opatkowy posiadają cy elipsoidalny cylinder i obracający się w nim wirnik kołowy z wychylającymi się z niego łopatkami, który charakteryzuje się tym, że łopatki prowadzone są po elipsoidalnych ściankach cylindra przy pomocy systemów korbowych składających się z ramion umocowanych obrotowo na wykorbionym, umieszczonym w osi wirnika i wirującym w przeciwnym kierunku niż wirnik, lecz z tą samą prędkością obrotową co wirnik lub na przyporządkowanych każdej łopatce wykorbionych, ułożyskowanych w bocznych ściankach wirnika i wirujących z prędkością dwukrotnie większą od wirnika wałkach.

Z polskiego zgłoszenia patentowego nr 359 731 znany jest silnik spalinowy zawierający cylinder, komorę ssąco-tłoczącą, komorę sprężania, komorę spalania, tłoki, korbowody i oś wykorbioną, który charakteryzuje się tym, że cylinder i oś wykorbiona są stałe, a komora ssąco-tłocząca zamocowana obrotowo na stałej osi wykorbionej, korbowody z tłokami są zamocowane obrotowo na wykorbieniu osi stałej. Tłoki mają kształt zbliżony do klinów z powierzchniami bocznymi określonymi promieniami. Korbowody w kształcie okrągłego pręta składające się z części prostej przechodzącej w część hakowatą i przechodzą przez komorę wirującą ssąco-tłoczącą w sworzniach osadzonych pływające, przy czym drugi korbowód znajduje się obok komory ssąco-tłoczącej i zamontowany jest do tłoka i wykorbienia osi stałej. Komora ssąco-tłocząca i wraz z korbowodami i tłokami zamknięta jest z dwóch stron tarczami komory wirowej z wykonanymi półkomorami spalania współpracującymi z półkomorami spalania stałymi. Komora ssąco-tłocząca osadzona jest obrotowo na osi stałej. Komora ssąco-tłocząca wraz z korbowodami zamknięta jest z dwóch stron tarczami. Komora spalania wykonana jest w tarczy z wylotem umieszczonym w obwodzie koła. Kanał wydechowy usytuowany jest w cylindrze stałym. Według informacji podanej w opisie znany silnik po zamontowaniu wytwornicy prądu może pracować jako hybrydowy.

Celem wynalazku jest opracowanie nowego silnika z wirującym układem napędowym, umożliwiającego uzyskanie zwiększonej sprawności i niezawodności działania z równoczesnym kontrolowanym dociskiem zespołów uszczelniających do kształtowych gładzi cylindra.

W rozwiązaniu według wynalazku silnik z wirującym tłokiem, składający się z cylindra o zmodyfikowanej kształtowej elipsie, posiadający kanał dolotowy, kanał wylotowy, gniazdo elementu zapło4

PL 208 394 B1 nowego, zamykających pokryw bocznych, oraz wirującego tłoka z osadzonymi w nim uszczelniających zaworów, odznacza się tym, że wirujący tłok osadzony w kształtowej bieżni roboczej korpusu poprzez boczne pokrywy zaopatrzony w obwodowy kanał, ma zabierająco uszczelniające łopatki zaopatrzone w wewnę trzne komory zaworowe rozdzielone garbem odcinającym.

Silnik według wynalazku odznacza się tym, że wirujący tłok o korzystnie kołowym kształcie ma osadcze gniazda zabierająco uszczelniających łopatek w których są przelotowe szczeliny prowadzące.

Silnik według wynalazku odznacza się tym, że kształtowa bieżnia robocza korpusu ma odcinek płaszczyzny skośnej ssącej przechodzącą w płaszczyznę łukową zamykającą utworzoną za kanałem dolotowym.

Silnik według wynalazku odznacza się tym, że obwodowy kanał utworzony na obwodzie wirującego tłoka w przekroju poprzecznym ma kształt wycinka łuku.

Silnik według wynalazku odznacza się tym, że obwodowy kanał utworzony na obwodzie wirującego tłoka w przekroju poprzecznym ma kształt prostokąta.

Silnik według wynalazku odznacza się tym, że garb odcinający kształtowej bieżni roboczej jest utworzony na odcinku pomiędzy kanałem wydechowym i kanałem dolotowym.

Silnik według wynalazku odznacza się tym, że garb odcinający kształtowej bieżni roboczej w przekroju poprzecznym odwzorowuje ukształtowanie obwodowego kanału wirującego tłoka.

Zastosowanie rozwiązania według wynalazku umożliwia uzyskanie silnika z wirującym układem napędowym, umożliwiającego uzyskanie zwiększonej sprawności z równoczesną możliwością ustalania i kontroli docisku zespołów uszczelniających do kształtowych gładzi cylindra.

Rozwiązanie według wynalazku jest pokazane w przykładzie wykonania i na załączonym rysunku, na którym fig. 1 - przedstawia przekrój poprzeczny korpusu silnika w płaszczyźnie łopatek uszczelniających, fig. 2 - szczegół budowy łopatek w przekroju, fig. 3 - szczegół budowy obwodowego kanału, fig. 4 - inne wykonanie szczegółu budowy obwodowego kanału, fig. 5 - ogólny widok w przekroju poprzecznym, fig. 6 - inne wykonanie ogólnego widoku w przekroju poprzecznym, szczegół budowy oznaczony symbolem „A na rysunku fig. 1, fig. 8 - szczegół budowy w przekroju wskazanego przekroju.

Silnik według rozwiązania ma wirujący tłok 1 osadzony w kształtowej bieżni roboczej 2 korpusu 3 na bocznych pokrywach 4. Wirujący tłok 1 o korzystnym kołowym kształcie 5, na obwodzie 6 zaopatrzony w obwodowy kanał 7 ma zabierająco uszczelniające łopatki 8 wyznaczające cykle robocze 9 jednego obrotu. Zabierające uszczelniające łopatki 8 są zaopatrzone w wewnętrzne komory zaworowe 10 utworzone za krawędzią uszczelniającą 11. Boczne pokrywy 4 mają obwodowe prowadnice 12 odwzorowujące wewnętrzny kształt kształtowej bieżni roboczej 2 korpusu 3 wymuszonego przesuwu zabierająco uszczelniających łopatek 8. Zabierająco uszczelniające łopatki 8 są osadzone w obwodowych prowadnicach 12 poprzez sworznie prowadzące 13. W przykładowym wykonaniu przedstawionym na rysunku fig. 5 - wirujący tłok 1 o korzystnie kołowym kształcie 5 ma przelotowe gniazda 14 zabierająco uszczelniających łopatek 8, którego sworznie prowadzące 13, są osadzone w obwodowych prowadnicach 12 bocznych pokryw 4. W innym wykonaniu przedstawionym na rysunku fig. 6 - wirujący tłok 1 o korzystnie kołowym kształcie 5 ma osadcze gniazda 15 zabierająco uszczelniających łopatek 8, w których są przelotowe szczeliny prowadzące 16 sworzni prowadzących 13 osadzonych w obwodowych prowadnicach 12 bocznych pokryw 4. W przedstawionym rozwiązaniu uwidocznionym na rysunku fig. 1 - wirujący tłok 1 o korzystnie kołowym kształcie 5 ma cztery zabierająco uszczelniające łopatki 8. Ilość i rozmieszczenie zabierająco uszczelniających łopatek 8 na kołowym kształcie 5 wirującego tłoka 1 może być inna, bez ograniczenia górnej ilości. Liczba zabierająco uszczelniających łopatek 8 jest uzależniona od wymiaru średnicy wirującego tłoka 1 osadzonego na wale 17. Kształtowa bieżnia robocza 2 korpusu 3 ma płaszczyznę łukową rozprężną 18 zlokalizowaną za gniazdem elementu zapłonowego 19, tworząc komorę spalania mieszanki 20. Kształtowa bieżnia robocza 2 korpusu 3 ma odcinek płaszczyzny skośnej ssącej 21 przechodzącą w płaszczyznę łukową zamykającą 22 utworzoną za kanałem dolotowym 23 zasysania mieszanki paliwowej - tworząc komorę ssącą 24. Przed kanałem dolotowym 23 korpus 3 ma kanał wydechowy 25. W rozwiązaniu przedstawionym na rysunku fig. 3, obwodowy kanał 7 utworzony na obwodzie 6 wirującego tłoka 1 w przekroju poprzecznym ma kształt wycinka łuku 26, lub w innym wykonaniu przedstawionym na rysunku fig. 4, ma kształt prostokąta 27. Kształtowa bieżnia robocza 2 na odcinku pomiędzy kanałem wydechowym 25 i kanałem dolotowym 23 ma garb odcinający 28, który w przekroju poprzecznym odwzorowuje ukształtowanie obwodowy kanał 7 wirującego tłoka 1. Na rysunku fig. 7 i fig. 8 - przedPL 208 394 B1 stawiono szczegół wykonania rozwiązania, w którym garb odcinający 28, skutecznie uszczelnia komorę ssącą 24 poprzez jej odcięcie od kanału wydechowego 25. Krawędź uszczelniająca 11 zabierająco uszczelniającej łopatki 8, obwodową prowadnicą 12 poprzez sworzeń prowadzący 13 jest uniesiona nad garbem odcinającym 28.

Claims (7)

1. Silnik z wirującym tłokiem, składający się z cylindra o zmodyfikowanej kształtowej elipsie, posiadający kanał dolotowy, kanał wylotowy, gniazdo elementu zapłonowego, zamykających pokryw bocznych, oraz wirującego tłoka z osadzonymi w nim uszczelniających zaworów, znamienny tym, że wirujący tłok (1) osadzony w kształtowej bieżni roboczej (2) korpusu (3) poprzez boczne pokrywy (4) zaopatrzony w obwodowy kanał (7), ma zabierająco uszczelniające łopatki (8) zaopatrzone w wewnętrzne komory zaworowe (10) rozdzielone garbem odcinającym (28).

2. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że wirujący tłok (1) o korzystnie kołowym kształcie (5) ma osadcze gniazda (15) zabierająco uszczelniających łopatek (8) w których są przelotowe szczeliny prowadzące (16).

3. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że kształtowa bieżnia robocza (2) korpusu (3) ma odcinek płaszczyzny skośnej ssącej (21) przechodzącą w płaszczyznę łukową zamykającą (22) utworzoną za kanałem dolotowym (23).

4. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że obwodowy kanał (7) utworzony na obwodzie (6) wirującego tłoka (1 w przekroju poprzecznym ma kształt wycinka łuku (26).

5. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że obwodowy kanał (7) utworzony na obwodzie (6) wirującego tłoka (1 w przekroju poprzecznym ma kształt prostokąta (27).

6. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że garb odcinający (28) kształtowej bieżni roboczej (2) jest utworzony na odcinku pomiędzy kanałem wydechowym (25) i kanałem dolotowym (23).

7. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że garb odcinający (28) kształtowej bieżni roboczej (2) w przekroju poprzecznym odwzorowuje ukształtowanie obwodowego kanału (7) wirującego tłoka (1).